作为管线闭路装置的闸阀、截止阀、球阀、蝶阀、旋塞阀、节流阀、隔膜阀等阀门被广泛使用,其中闸阀、截止阀用量最大。 第一章第六节中较系统叙述了阀门的名词术语、结构形式、适用范围等,可作为阀门类别、型号的选定依据。当阀门的类别、型号确定之后,随之确定阀门的壳体材料、密封面材料、适用温度、适用介质、公称通径等。因情况下可按下列步骤进行。 1.阀门选用步骤 ⑴根据介质特性、工作压力和温度,对照本节“根据介质性能选用阀门”和“根据温度和压力选用阀门”二段中提供的数据以及表2-3a、表2-3b选择阀体材料,密封面材料。 ⑵根据阀体材料、介质的工作压力和温度按表1-3、表1-4、表1-5确定阀门的公称压力级。 ⑶根据公称压力、介质特性和温度,选择密封面材料。使其最高使用温度不低于介质工作温度。 ⑷根据管道的管径计算值,确定公称通径。一般情况下,阀门的公称通径采用管子的直径 ⑸根据阀门的用途和生产工艺条件要求,选择阀门的驱动方式。 ⑹根据管道的连接方法和阀门公称通径,选择阀门的连接形式。 ⑺根据阀门的公称压力、介质特性和工作温度及公称通径等,选择阀门的类别、结构形式和型号。
表2-3a 常用阀体材料选用表
材料 |
常用工况 |
主要介质 |
类别 |
材料牌号 |
代号 |
PN/MPa |
t/℃ |
灰铸铁 |
HT200 |
Z |
≤1.6 |
≤200 |
水、蒸汽、油类等 |
HT250 |
氨≤2.5 |
氨≥—40 |
可锻铸铁 |
KT30-6 |
K |
≤2.5 |
300 氨≥—40 |
KT30-8 |
球墨铸铁 |
QT400-18 |
Q |
≤4.0 |
≤350 |
QT100-15 |
高硅铸铁 |
NSTSi-1S |
G |
≤0.6 |
≤120 |
硝酸等腐蚀介质 |
优质碳素钢 |
ZG200、ZG250、WCB |
C |
≤16 |
≤450 |
水、蒸汽、油类等 氨、氮、氢气等 |
A3、10、20、25、35 |
≤32 |
≤200 |
铬钼合金钢 |
12CrMo、WC6、15CrMo ZG20CrMo |
I |
P5410 |
540 |
蒸汽等 |
Cr5Mo、ZGCr5Mo |
≤16 |
≤550 |
油类 |
铬钼钒合金钢 |
12Cr1MoV、15Cr1MoV、 ZG12Cr1MoV、ZG15Cr1MoV、WC9 |
V |
P5714 |
570 |
蒸汽类 |
镍、铬、钛、 耐酸钢 |
1Cr18Ni9Ti ZG1Cr18Ni9Ti |
P |
≤6.4 |
≤200 —100~—196 ≤600 |
硝酸等腐蚀介质 |
乙烯等低温介质 |
高温蒸汽、气体等 |
镍铬钼钛 耐酸钢 |
1Cr18Ni12Mo2Ti ZG1Cr18Ni12Mo2Ti |
R |
≤20 |
≤200 |
尿素、醋酸等 |
优质锰钒钢 |
16Mn 15MnV |
I |
≤16 |
≤450 |
水、蒸汽、油类等 |
铜合金 |
HSi80-3 |
T |
≤4.0 |
≤250 |
水、蒸汽、气体等 |
表2-3b常用密封面材料选用表
材料 |
代号 |
常用工况 |
适用阀类 |
PN/MPa |
t/℃ |
橡胶 |
X |
≤0.1 |
≤60 |
截止阀、隔膜阀、蝶阀、止回阀等 |
尼龙 |
N |
≤32 |
≤80 |
球阀、截止阀等 |
聚四氟乙烯塑料 |
F |
≤6.4 |
≤150 |
球阀、截止阀、旋塞阀、闸阀等 |
巴氏合金 |
B |
≤2.5 |
—70~150 |
氨用截止阀 |
铜合金 |
QSn6-6-3 HMn58-2-2 |
T |
≤1.6 |
≤200 |
闸阀、截止阀、止回阀、旋塞阀等 |
不锈钢 |
2Cr13、3Cr13 TDCr-2 TDCrMn |
H |
≤3.2 |
≤450 |
中高压阀门 |
渗氮钢38CrMoALA |
D |
P5410 |
540 |
电站闸阀、一般情况不使用 |
硬质合金 |
WC、TiC |
Y |
按阀体材料确定 |
高温阀、超高压阀 |
TDCoCr-1 TDCoCr-2 |
按阀体材料确定 |
高压、超高压阀 高温、低温阀 |
在本体上加工 |
铸铁 |
W |
≤1.6 |
≤100 |
气、油类用闸阀、截止阀等 |
优质碳素钢 |
≤4 |
≤200 |
油类用阀门 |
1Cr18Ni9Ti Cr18Ni12Mo2Ti |
≤32 |
≤450 |
酸类等腐蚀性介质用阀门 |
2.驱动阀门选用举例 【例1】蒸汽管道工作压力为1.3MPa,温度为350℃,公称通径为100mm,试选择闭路阀门。 【解】阀体材料:已知蒸汽压力1.3MPa,温度为350℃,阀体材料按表2-3a可选用球铸铁或优质碳素钢。但考虑到350℃已达到球墨铸铁的最高使用温度,为了安全使用,应选用优质碳素钢(WCB、ZG230-450)阀门。 公称压力:根据优质碳素钢和蒸汽的压力和温度,由表1-3查出,阀门的公称压力PN=2.5MPa。 密封面材料:根据阀门公称压力和介质温度,按表2-3b密封面材料应选用不锈钢。 驱动方式:根据给定的公称通径DN100mm,因管径较小,故启闭时所需力矩不大,本例未提出操作方式的特殊要求,故选用手轮驱动。 连接形式:根据给定的蒸汽压力和温度,管材应采用无缝钢管,而无缝钢管应采用焊接。但为了便于阀门的装卸和维修,其连接形式不宜采用焊接,应采用法兰连接。 阀门类别与型号:根据介质特性、公称压力与公称通径,可选用截止阀或闸阀。因在同一压力等级下,闸阀的价格比截止阀高,故宜优先选用截止阀。但在截止阀参数表中,没有公称压力PN2.5MPa的碳钢产品,故本例仍选用闸阀。按闸阀参数表中选用阀门型号Z40H-25 DN100。 【例2】某油品管道,其介质工作压力为11.5MPa,温度为340℃,管子内径为107mm;试选用适合的闭路阀门。 【解】阀体材料:根据介质特性和参数,按表2-3a可选用优质碳素钢(WCB、ZG230-450)。 公称压力:按优质碳素钢材质和介质参数,由表1-3查得:阀门公称压力为PN=16MPa。 密封面材料:根据阀门公称压力和介质温度,按表2-3b可选用不锈钢或硬质合金钢。 驱动方式:本例未提特殊要求,可采用手轮驱动。 连接形式:法兰连接。 公称通径:根据介质参数,管材可选用50号优质碳素钢无缝钢管,按管子内径107mm,公称压力11.5MPa和20号钢在340℃温度下的许用应力,管子壁厚选定为14mm,则管子计算外径为DW=107+2×14=135mm,采用外径为140mm,此时公称通径为DN=125mm。阀门的公称直径应与管子相同。 阀门的类型与型号:油品管道应选用闸阀。根据阀门参数表的参数,当PN=16MPa时,截止阀最大公称通径为40mm,而同样压力等级下闸阀的最大公称通径为200mm,因此也应选用闸阀。按闸阀参数表,在PN16MPa下的碳钢手轮法兰闸阀型号有Z41H-160和Z41Y-160两种。但前者的最大公称通径为40mm,而后者的最大公称通径为200mm,故应选用Z41Y-160型闸阀,其阀门密封面为硬质合金。所选用的阀门全称为:明杆楔式单闸板闸阀(Z41Y-160 DN125)。
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